1、第五章第五章 热力学第二定律热力学第二定律之实质与表述实质与表述03.02.01.问题的引出经典表述表述的等效性证明CONTENTS04.总结问题的引出 01.自发过程的方向性自发过程的方向性只要只要Q不大于不大于Q，并不违反第一定律并不违反第一定律QQ?01重物下落，水温升高重物下落，水温升高;水温下降，重物升高水温下降，重物升高？只要重物位能增加小于等于水降内能只要重物位能增加小于等于水降内能减少，不违反第一定律。减少，不违反第一定律。归纳：归纳：1）自发过程有）自发过程有方向性方向性；2）自发过程的反方向过程并非不可进行，而是）自发过程的反方向过程并非不可进行，而是 要有要有附加条件附加
2、条件；3）并非所有不违反第一定律的过程均可进行。）并非所有不违反第一定律的过程均可进行。能量转换方向性的能量转换方向性的实质是实质是能质能质有差异有差异无限可转换能无限可转换能机械能，电能机械能，电能部分可转换能部分可转换能热能热能0TT 不可转换能不可转换能环境介质的热力学能环境介质的热力学能01 能质降低的过程可自发进行，反之需一定条件能质降低的过程可自发进行，反之需一定条件补补偿过程，其总效果是总体能质降低。偿过程，其总效果是总体能质降低。12netqqw代价代价12TT 2q21TT 2qnet12wqq代价代价01经典表述经典表述 02.第二定律的两种典型表述第二定律的两种典型表述开
3、尔文开尔文-普朗克叙述普朗克叙述不可能制造不可能制造循环循环热机，只从热机，只从一个热源一个热源吸热，将之吸热，将之全部全部转转化为功，而化为功，而不在外界留下任何影响不在外界留下任何影响。02克劳修斯叙述克劳修斯叙述热量不可能热量不可能自发自发地不花代价地地不花代价地从低温物体传向高温从低温物体传向高温物体。物体。表述的等效性证明 03.理想气体可逆等温膨胀理想气体可逆等温膨胀TtQWW环境一个热源环境一个热源?吸收热量全部转变成功吸收热量全部转变成功?例例T1 失去失去Q1 Q2T2 无得失无得失热机净输出功热机净输出功Wnet=Q1 Q2第二定律各种表述的等效性第二定律各种表述的等效性0
4、3试证明等熵线与同一条等温线不可能有两个交点。试证明等熵线与同一条等温线不可能有两个交点。证明：证明：令工质从令工质从 A 经等温线到经等温线到 B，再经等熵过程返回再经等熵过程返回 A，完成循环。，完成循环。此循环中工质在等温过程中从单此循环中工质在等温过程中从单一热源吸热，并将之转换为循环一热源吸热，并将之转换为循环净功输出。这是违反热力学第二净功输出。这是违反热力学第二定律的，故原假设不可能成立。定律的，故原假设不可能成立。设等熵线设等熵线 S 与同一条等温线与同一条等温线T 有两个交点有两个交点 A 和和 B。03总结总结 04.总结总结自发过程具有方向性自发过程具有方向性方向性的实质：方向性的实质：能质能质有差异有差异热力学第二定律热力学第二定律开尔文开尔文-普朗普朗克叙述克叙述克劳修斯叙克劳修斯叙述述热功转换热功转换热量传递热量传递转换的限度与条件转换的限度与条件04THANK YOU
